[发明专利]一种提升非晶涂层耐蚀性的方法及应用

说明书

本发明涉及非晶涂层技术领域，具体公开了一种提升非晶涂层耐蚀性的方法及应用。该提升非晶涂层耐蚀性的方法通过预极化处理非晶涂层来形成钝化膜，所述非晶涂层由热喷涂方式制备得到，所述非晶涂层的孔隙率低于0.6％。本发明在不采用外加封孔材料的基础上，采用强制预极化的方法，来强制加快钝化膜的进一步钝化，改善了非晶涂层弱结合界面、缺陷处及其附近钝化膜薄弱且不均匀的问题，促进了这些位置处钝化膜的生成及均匀化，减少了容易优先腐蚀的薄弱位置，实现了提高非晶涂层长期耐蚀性的目的。且该方法简便、成本低，适于工业化推广。

技术领域

本发明涉及非晶涂层技术领域，具体地说，涉及一种提升非晶涂层耐蚀性的方法及应用。

背景技术

海洋资源的开采是提高经济综合竞争力的一个的重要方式。大量的海洋设施，跨海大桥、船舶、港口设施、海洋平台等建设促进了海洋经济的发展。在复杂的海洋环境中，海洋设施的腐蚀已经成为阻碍海洋资源开发、降低设备可靠性及寿命、影响施工安全等的重要因素。为保护海洋设施免受海洋环境带来的侵蚀，通常在设备表面涂敷一层保护层。目前保护层主要分为两种：有机涂料防护层和金属防护层。然而，有机涂料本身存在易老化、使用寿命短等问题，需要经常维修和更换，不仅需要大量时间和材料，而且劳动强度大、维修费用高，并不适合苛刻的海洋环境。能够长期耐蚀的金属保护层目前主要为非晶材料，非晶材料由于其组织结构均匀，不存在像传统晶体材料那样的晶界缺陷，具有高强度、高硬度及良好的耐磨耐蚀性能而成为广泛关注的焦点。

虽然非晶材料具有诸多的优异性能，但是非晶合金的形成能力有限，其尺寸及形状受限，且其本征韧脆性及制备成本问题，导致非晶合金在很多应用领域受到限制，热喷涂制备非晶涂层的实现成功解决了这些问题，由于热喷涂过程中颗粒的快速冷却收缩，导致颗粒之间产生大量的弱结合界面和难以避免的孔隙，当这些缺陷位于涂层表面时其表面及附近的钝化膜是非常薄弱不均匀的，而腐蚀介质往往优先攻破钝化膜薄弱的位置慢慢渗入至涂层的内部，最终到达涂层与基体结合的界面，涂层与基体电位差的进一步加速作用，导致基体快速产生腐蚀而失效。目前针对涂层表层缺陷处钝化膜薄弱及颗粒之间大量弱结合界面的问题，通常会采用封孔处理来降低这些缺陷对涂层耐蚀性能的影响。封孔处理不仅需要外来的封孔剂的添加，而且只能对涂层表面进行密封，且表面的封孔剂通常容易老化或受外力影响而剥落导致涂层的耐蚀性能降低。

因此，需要提供一种新的非晶涂层及其处理方法与应用以解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种可改善非晶涂层表面缺陷处钝化膜薄弱且不均匀及颗粒间大量弱结合界面问题，提高非晶涂层长期耐蚀、耐磨性能的非晶涂层的处理方法。

为了实现本发明该目的，本发明的技术方案如下：

一种提升非晶涂层耐蚀性的方法，通过预极化处理非晶涂层来形成钝化膜，所述非晶涂层由热喷涂方式制备得到，所述非晶涂层的孔隙率低于0.6％。

以热喷涂方式制备得到的非晶涂层，由于热喷涂过程中颗粒的快速冷却收缩，导致颗粒之间产生大量的弱结合界面和难以避免的孔隙，当这些缺陷位于涂层表面时其表面及附近的钝化膜是非常薄弱且不均匀的，本发明经研究发现，当将以热喷涂方式制备的孔隙率极低的非晶涂层的表面进行预极化处理后，将促进非晶涂层弱结合界面、缺陷处及其附近处钝化膜的生成及均匀化，减少容易优先腐蚀的薄弱位置，实现了提高非晶涂层耐蚀性的目的。

本发明的方法中，所述预极化处理的电解质溶液为0.35～0.45wt.％的NaCl溶液。

在该特定浓度的电解质溶液下进行预极化，既不会损害非晶涂层的结构，又能实现非晶涂层的原位自封孔效果，更快速地获得致密均匀的钝化膜，起到对涂层的理想的保护效果。

优选的，NaCl溶液由NaCl晶体与去离子水混合制备得到，NaCl的质量浓度在99.5％以上，以避免杂质影响预极化处理效果。